计算机工程

作者：王奎宇, 宋晓勤, 缪娟娟, 张昕婷, 雷磊

单位：南京航空航天大学 电子信息工程学院, 南京 211106

关键词：低轨道卫星,空天地一体化,软件定义网络,服务质量,负载均衡

基金：国家自然科学基金（61572254，61973161）；江苏省自然科学基金（BK20190409）；中国电子科技集团公司航天信息应用技术重点实验室开放基金（SXX18629T022）。

低轨道卫星通信系统具有全球覆盖性、移动性、可扩展性等优势，在提供全球互联网服务、灾难应急处理等方面发挥重要作用，但由于星上有限的存储和计算资源，传统路由算法不适用于低轨道卫星通信网络。结合软件定义网络架构，提出一种支持服务质量（QoS）的高性能低轨道卫星星间路由算法。根据剩余链路持续时间定义星间链路生存时间，确定每条星间链路的稳定度，缓解由于链路切换导致的业务路径重构问题。基于高轨道卫星得到的星间链路的流量状态，定义链路负载矩阵，给出星间链路负载度函数，并利用标签交换路径集合获得每条路径的负载度，避免节点拥塞，实现网络负载均衡。针对不同要求的业务服务类型定义权重因子矩阵，通过调整因子来减小瓶颈节点对路由算法的影响，满足多用户的QoS要求。仿真结果表明，在不同的QoS要求下，该算法在业务时延、系统吞吐量、网络负载均衡等方面均具有明显优势，且算法复杂度低，大幅节省了有限的星上存储与计算资源。

来源：2022年第5期

《计算机工程》期刊编辑部

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